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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung betreffen allgemein Tintenstrahldrucksysteme und
insbesondere ein verbessertes System und Verfahren zum Verbinden
einer Tintenflasche mit einem Tintenbehälter eines Tintenstrahldrucksystems.
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Typischerweise
wird Tinte durch die Verwendung von Einwegtintenflaschen Tintenstrahldrucksystemen
zugeführt.
Die Tintenflaschen sind an Tintenbehältern befestigt, die ein Eingriffsmerkmal
aufweisen, das es der Tinte erlaubt, von den Tintenflaschen in die
Tintenbehälter
zu gelangen. Jede Tintenflasche fasst eine begrenzte Menge an Tinte,
typischerweise ein Pint oder einen Liter Tinte. Wenn das Tintenstrahldrucksystem
fortlaufend verwendet wird, wird die Tinte in den Tintenflaschen
entleert. Wenn die Tintenflaschen ganz leer sind, wird die leere
Tintenflasche durch eine neue Tintenflasche ersetzt.
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Wenn
die Tintenflasche ausgewechselt wird, kann überschüssige Tinte in dem Tintenstrahldrucksystem
und/oder auf den Bediener verspritzt werden oder auslaufen. Wenn
zum Beispiel ein Bediener die Tintenflasche greift, um sie auszuwechseln,
kann die Tintenflasche durch die aufgebrachte Kraft zusammengedrückt werden,
wodurch überschüssige Tinte aus
der Flasche ausgestoßen
wird. Verspritzte Tinte führt
zu einer Verunreinigung in dem Tintenstrahldrucksystem und möglicherweise
auch außerhalb des
Systems (z. B. auf dem umgebenden Boden) und auf dem Bediener.
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Es
besteht also ein Bedarf an einem effizienteren System und Verfahren
zum Verbinden einer Tintenflasche mit einem Tintenbehälter. Ferner
besteht ein Bedarf an einem System zum Verbinden und Trennen dieser
Bauteile bei minimalem Tintenaustritt und minimaler Verunreinigung.
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Die
WO99/22940-A offenbart
ein Tintennachfüllsystem,
eine Tintennachfüllstation,
einen Tintennachfüllsatz
und ein Verfahren zum Auffüllen
von pigment- und/oder
farbstoffhaltigen Tinten in Patronen von Tintenstrahldruckern, Plottern,
Kopierern und Faxgeräten.
Es wird eine Anzahl von Ausführungsformen
beschrieben. Die Hauptausführungsform
ist ein Nachfüllsatz,
der durch eine Feder clipbaugruppe gekennzeichnet ist, die abnehmbar
an einer Patrone angebracht werden kann. An der Clipbaugruppe ist
ein Element angebracht, das dicht schließend mit der Druckausgleichsventilöffnung bzw.
dem Blasengenerator am Boden der Tintenstrahlpatrone verbunden werden
kann, wobei ein innerer Kanal der Clipbaugruppe die Blasengeneratoröffnung und
das Dichtungselement mit einem Behälter verbindet, der lösbar mit
einer biegsamen Tintennachfüllflasche
verbunden ist, die dazu ausgelegt ist, Tinte über die Blasengeneratoröffnung sowohl
in die Patrone zu injizieren als auch überschüssige Luft aus der Patrone
zu entfernen. Außerdem
wird auch eine Ausführungsform
dieses Systems mit dauerhaft anbringbarer Bodenplatte beschrieben.
Außerdem
wird eine Station zum erstmaligen Füllen und zum Nachfüllen für den kommerziellen
Betrieb offenbart, bei der der Blasengenerator der Patrone mit Hilfe
eines abnehmbaren Dichtungselements, gesteuert durch ein Dreiwegeventil,
alternativ mit einer Vakuumquelle und mit einer externen Tintenzufuhr
verbunden werden kann.
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Die
FR2831855-A offenbart
eine Fluidzuführungsbaugruppe
für ein
Gerät,
insbesondere eine Druckmaschine, mit einer unteren Basis und einem oberen
Behälter,
der mit Hilfe einer Kupplung mit einer Einfüllöffnung in der Basis verbunden
ist. Um die Kupplung an der Basis anzubringen, wird die Kupplung
linear längs
einer vertikalen Achse der Baugruppe bewegt und dann um diese Achse
gedreht. Die Kupplung umfasst mindestens einen Verkeilungsstift, der
in eine komplementäre
Nut in einer Fläche
der Basis eingreift, wenn er linear bewegt wird. Die Erfindung betrifft
außerdem
eine entsprechende Druckmaschine.
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Die
US6022101-A offenbart
einen Farbdrucker mit einem Tintenzuführungssystem mit mehreren Tintenstationen
für verschiedenfarbige
Tinten. In jeder Tintenstation ist eine Tintenflasche über einem Tintenbehälter positioniert.
Nadeln auf dem Tintenbehälter
dringen in ein Septum in den Tintenflaschen ein, damit Tinte in
den Behälter
strömen
kann. Die Tintenflaschen können
entfernt und ausgewechselt werden, wenn der Drucker Tinte verbraucht,
während der
Drucker kontinuierlich weiterläuft,
wobei wenig oder gar keine Tinte ausläuft.
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In
EP523915-A stellt
ein System die korrekte Anordnung von Flaschen sicher, die Material
einem System zuführen.
Das System verhindert, dass eingreifende Bauteile an den falschen
aufnehmenden Bauteilen angebracht werden. Die eingreifenden Bauteile
können
Schläuche
sein, und die aufnehmenden Bauteile können Deckel sein, die auf die Öffnungen
der Flaschen passen. Ein erster Keil ist auf einem ersten eingreifenden
Bauteil ausgebildet, und eine komplementär geformte erste Keilnut ist
auf einem ersten aufnehmenden Bauteil ausgebildet. Weitere Paare
von eingreifenden und aufnehmenden Bauteilen haben ähnliche
Paare von Keil und Keilnut. Jeder Keil und jede Keilnut weist einen
ersten und einen zweiten Vorsprung auf. Der erste Vorsprung befindet
sich an einer Bezugsposition, und der zweite Vorsprung befindet
sich in einem vorbestimmten Abstand von der Bezugsposition. Dieser
Abstand ist für jedes
Bauteilpaar so ausgewählt,
dass damit das spezielle Bauteilpaar identifiziert wird.
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Die
US5343226-A offenbart
eine Tintenzuführungsvorrichtung
mit einem Behälter
zur Aufbewahrung von Tintenstrahltinte mit einer Öffnung zum Abgeben
der Tinte aus dem Behälter
und einem in der Öffnung
in dem Behälter
angebrachten Ventilteil und einem mit dem Ventilteil verbundenen
Federmittel zum Vorspannen des Ventilteils, um zu verhindern, dass
Tinte aus dem Behälter
fließt,
wenn die Tintenzufuhr nicht auf einer Zuführungsbasis montiert ist.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß einer
ersten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird ein Tintenzuführungssystem
für einen
Tintenstrahldrucker bereitgestellt, mit:
einer Tintenflasche
mit einer Kappenbaugruppe, die an einem Auslassstutzen befestigt
ist;
einem Tintenbehälter
mit einem Tinteneinfüllkanal;
einem
Einsatzgefäß, das in
dem Tinteneinfüllkanal positioniert
ist, wobei das Einsatzgefäß eine Sonde mit
einem Einlassende und einem Auslassende umfasst; und
einer
Betätigungsbaugruppe,
die so gestaltet ist, dass sie die Tintenflasche mit dem Tintenbehälter in Eingriff
bringt, indem sie die Kappenbaugruppe der Tintenflasche mit der
Sonde des Einsatzgefäßes in Eingriff
bringt, wobei die Betätigungsbaugruppe
außerdem
so gestaltet ist, dass sie den Tintenbehälter und die Tintenflasche
trennt, wenn diese miteinander in Eingriff stehen, indem sie die
Kappenbaugruppe von der Sonde trennt, wobei die Betätigungsbaugruppe
ferner ein Tintenflaschenbefestigungselement umfasst, das so gestaltet
ist, dass es sich in Bezug auf den Tintenbehälter dreht, wobei das Tintenflaschenbefestigungselement
die Tintenflasche in einer ersten Stellung über dem Tintenbehälter trägt und das
Tintenflaschenbefestigungselement sich in eine zweite Stellung dreht,
um die Tintenflasche mit dem Tintenbehälter in Eingriff zu bringen.
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Gemäß einer
zweiten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird ein Tintenzuführungssystem
für einen
Tintenstrahldrucker bereitgestellt, mit:
einer Tintenflasche
mit einer Kappenbaugruppe, die an einem Auslassstutzen befestigt
ist;
einem Tintenbehälter
mit einem Tinteneinfüllkanal;
einem
Einsatzgefäß, das in
dem Tinteneinfüllkanal positioniert
ist, wobei das Einsatzgefäß eine Sonde mit
einem Einlassende und einem Auslassende umfasst; und
einer
Betätigungsbaugruppe,
die so gestaltet ist, dass sie die Tintenflasche mit dem Tintenbehälter in Eingriff
bringt, indem sie die Kappenbaugruppe der Tintenflasche mit der
Sonde des Einsatzgefäßes in Eingriff
bringt, wobei die Betätigungsbaugruppe
außerdem
so gestaltet ist, dass sie den Tintenbehälter und die Tintenflasche
trennt, wenn sie miteinander in Eingriff stehen, indem sie die Kappenbaugruppe
von der Sonde trennt, wobei die Betätigungsbaugruppe einen Aktuator
umfasst, der eine Wand mit einer Innenfläche und einer Außenfläche umfasst,
wobei sich ein Vorsprung von der Innenfläche nach innen erstreckt, und
wobei die Kappenbaugruppe einen feststehenden inneren Körper aufweist
und eine bewegliche Abdeckung über
dem feststehenden inneren Körper
positioniert ist, wobei die Abdeckung eine Nut aufweist, die den
Vorsprung aufnimmt und hält, und
wobei die Bewegung des Aktuators eine entsprechende Bewegung der
Abdeckung relativ zu dem inneren Körper verursacht.
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KURZE BESCHREIBUNG MEHRERER
ANSICHTEN DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
eine isometrische auseinandergezogene Ansicht eines Tintenflaschenverbindungssystems
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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2 zeigt
eine isometrische Ansicht eines Tintenbehälters gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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3 zeigt
eine isometrische Ansicht einer Tinteneinfüllkappe gemäß einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung.
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4 zeigt
eine isometrische Ansicht einer Tintenflasche gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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5 zeigt
eine Querschnittsansicht eines Tintenflaschenverbindungssystems
während
einer Phase der Positionierung der Tintenflasche gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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6 zeigt
eine Querschnittsansicht eines Tintenflaschenverbindungssystems
in einer vollständig
eingerückten
Stellung gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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7 zeigt
eine isometrische Ansicht eines Tintenflaschenverbindungssystems
in einer vollständig
eingerückten
Stellung gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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8 zeigt
eine isometrische auseinandergezogene Ansicht einer Auslasskappe
gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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9 zeigt
eine isometrische Ansicht eines Tintenstrahldrucksystems gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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10 zeigt
eine isometrische Draufsicht einer Tintenflasche, die so gestaltet
ist, dass sie bei einem Tintenstrahldrucker verwendet werden kann, gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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11 zeigt
eine isometrische Unteransicht der Tintenflasche gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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12 zeigt
eine Vorderansicht der Tintenflasche gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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13 zeigt
eine Rückansicht
der Tintenflasche gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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14 zeigt
eine erste Seitenansicht der Tintenflasche gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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15 zeigt
eine zweite Seitenansicht der Tintenflasche gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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16 zeigt
eine Draufsicht der Tintenflasche gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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17 zeigt
eine Unteransicht der Tintenflasche gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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18 zeigt
eine isometrische Ansicht eines Tintenflaschenverbindungssystems
während
einer Phase der Positionierung der Tintenflasche gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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19 zeigt
eine innere Querschnittsansicht eines Tintenflaschenverbindungssystems
während einer
Phase der Positionierung der Tintenflasche gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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20 zeigt
eine isometrische Ansicht eines Tintenflaschenverbindungssystems
in einer vollständig
eingerückten
Stellung gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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21 zeigt
eine innere Querschnittsansicht eines Tintenflaschenverbindungssystems
in einer vollständig
eingerückten
Stellung gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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22 zeigt
eine isometrische auseinandergezogene Ansicht eines Tintenflaschenverbindungssystems
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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23 zeigt
eine isometrische auseinandergezogene Ansicht einer Kappenbaugruppe
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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24 zeigt
eine Querschnittsansicht einer Kappenbaugruppe in einer geschlossenen
Stellung gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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25 zeigt
eine Querschnittsansicht einer Kappenbaugruppe in einer offenen
Stellung gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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26 zeigt
eine isometrische auseinandergezogene Ansicht einer drehbaren Aktuatorbaugruppe
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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27 zeigt
eine isometrische Ansicht eines Tintenflaschenverbindungssystems
während
einer Phase vor dem Eingriff gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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28 zeigt
eine Querschnittsansicht durch die Linie 28-28 von 27 eines
Tintenflaschenverbindungssystems während einer Phase vor dem Eingriff
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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29 zeigt
eine vergrößerte Querschnittsansicht
einer Kappenbaugruppe und Sonde während einer Phase vor dem Eingriff
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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30 zeigt
eine isometrische Ansicht eines Tintenflaschenverbindungssystems
während
einer eingerückten
Phase gemäß einer
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung.
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31 zeigt
eine Querschnittsansicht durch Linie 31-31 von 30 eines
Tintenflaschenverbindungssystems während einer eingerückten Phase gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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32 zeigt
eine vergrößerte Querschnittsansicht
einer Kappenbaugruppe und Sonde während eienr eingerückten Phase
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Die
vorstehende Zusammenfassung sowie die folgende ausführliche
Beschreibung bestimmter Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung wird besser verständlich in Verbindung mit den
beigefügten
Zeichnungen. Zur Veranschaulichung der Erfindung sind in den Zeichnungen
bestimmte Ausführungsformen
dargestellt. Es versteht sich jedoch, dass die vorliegende Erfindung
nicht auf die in den beigefügten
Zeichnungen dargestellten Anordnungen und Vorrichtungen beschränkt ist.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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1 zeigt
eine isometrische auseinandergezogene Ansicht eines Tintenflaschenverbindungssystems 10 gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Das System umfasst einen Tintenbehälter 12,
ein Einsatzgefäß 14,
eine Tintenflasche 16 und eine Auslasskappe 96.
Gemäß 1 weist
der Tintenbehälter 12 einen
Führungsstift 17 auf,
der in ein in einem Gehäuse
(nicht dargestllt) eines Tintenstrahldrucksystems (nicht dargestellt)
gebildetes Gefäß (nicht
dargestellt) eingreift.
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2 zeigt
eine isometrische Ansicht des Tintenbehälters 12 gemäß einer
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung. Der Tintenbehälter 12 hat einen
Hauptkörper 18,
der durch eine Basis 20 definiert ist, die mit Seitenwänden 22,
einer Rückwand 24,
einer Stirnwand 26 und einer oberen Wand 28 einstückig ausgebildet
ist. Die Wände 22, 24, 26, 28 definieren
einen inneren Hohlraum (nicht dargestellt), der so gestaltet ist,
dass er Tinte aufnimmt und hält.
Ein Ansaugrücklaufkanal 30,
ein Pegelerfassungskanal 32 und ein Tinteneinfüllkanal 34 sind durch
die obere Wand 28 hindurch ausgebildet und stellen Fluidleitungen
zwischen dem Tintenbehälter 12 und
weiteren Bauteilen wie zum Beispiel einer Tintenflasche (nachfolgend
erläutert)
bereit. Das Einsatzgefäß 14 ist
so dimensioniert, dass es in den Tinteneinfüllkanal 34 passt.
Optional kann das Einsatzgefäß 14 einstückig mit
dem Tintenbehälter 12 oder der
Tintenflasche 16 ausgebildet sein.
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Ein
Tintenflaschenpositionierelement 36 ist in der Nähe der Rückwand 24 des
Tintenbehälters 12 positioniert.
Ein Tintenflaschenpositionierarm oder – element 36 weist Seitenwände 38 auf,
die mit einer Tintenflaschenführungswand 40 einstückig ausgebildet
sind. Die Seitenwände 38 weisen
Führungsstifte 42 auf,
die drehbar in Positionierelementaufnahmen (nicht dargestellt) eingreifen,
die in den Seitenwänden 22 des
Tintenbehälters 12 ausgebildet
sind, wodurch sich das Tintenflaschenpositionierelement 36 relativ
zu dem Tintenbehälter 12 auf
einem durch A definierten bogenförmigen
Weg verschwenken oder drehen kann. Die Tintenflaschenführungswand 40 weist
eine Stutzeneingriffsnut 44 auf, die sich durch ein distales
Ende 46 der Tintenflaschenführungswand 40 erstreckt.
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Ein
Tintenflaschenbefestigungselement 48 ist in der Nähe der Stirnwand 26 des
Tintenbehälters 12 positioniert.
Der Tintenflaschenbefestigungshebel bzw. das Tintenflaschenbefestigungselement 48 hat Seitenwände 50,
die mit einem Griff 52 einstückig ausgebildet sind, der
die Seitenwände 50 miteinander
verbindet. Die Seitenwände 50 weisen
drehbare Führungsstifte 54 auf,
die durch in den Seitenwänden 22 des
Tintenbehälters 12 gebildete
Aufnahmen (nicht dargestellt) drehbar festgehalten werden, wodurch
sich das Tintenflaschenbefestigungselement 48 auf einem
durch B definierten bogenförmigen
Weg relativ zu dem Tintenbehälter 12 verschwenken
kann. Die proximalen Enden der Seitenwände 50 des Tintenflaschenbefestigungselements 48 weisen
außerdem
nockenförmige
Flaschenauswurfelemente 56 auf. Wenn das Tintenflaschen
befestigungselement 48 in eine nichteingerückte Stellung
verschwenkt wird, wie in 2 gezeigt, erstrecken sich die
nockenförmigen
Flaschenauswurfelemente 56 über die Führungsstifte 54 und
die Ränder 57 der
Seitenwände 50.
Außerdem
sind Kerben 58 in den Seitenwänden 50 ausgebildet.
Stifthohlräume 60 sind
in den distalen Enden 55 der Seitenwände 50 ausgebildet. Die
Stifthohlräume 60 sind
so gestaltet, dass sie Stifte 62 aufnehmen und halten,
die sich von den distalen Innenflächen 49 der Seitenwände 50 nach
innen und in einen Flascheneingriffsbereich 64 erstrecken.
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Alternativ
kann ein Verriegelungsnockenelement mit dem Tintenflaschenbefestigungselement 48 verbunden
sein. Das Verriegelungsnockenelement kann so gestaltet sein, dass
es sich über
einen Bewegungsbereich verschwenkt, der dem des Tintenflaschenbefestigungselements 48 entgegengesetzt
ist. Das Verriegelungsnockenelement kann dazu verwendet werden,
die Tintenflasche 16 sicher in Bezug auf den Tintenbehälter 12 zu
arretieren.
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3 zeigt
eine isometrische Ansicht des Einsatzgefäßes
14, des so gestaltet
ist, dass es von dem Tinteneinfüllkanal
34 aufgenommen
und gehalten wird. Das Einsatzgefäß
14 hat einen insgesamt zylindrischen
Hauptkörper
66,
der eine mit einer zylindrischen Wand
70 einstückig ausgebildete
Basis
68 aufweist, wodurch dazwischen ein innerer Hohlraum
72 definiert
wird. Der zylindrische Hauptkörper
66 ist
so ausgebildet, dass er in eine in der oberen Wand
28 (dargestellt,
z. B., in
2) des Tintenbehälters
12 (dargestellt,
z. B., in
2) ausgebildete reziproke Öffnung passt.
Das heißt,
die obere Wand
28 weist einen vertieften Basisabschnitt
auf, der eine Öffnung
umgibt, die den zylindrischen Hauptkörper
66 und die Basis
68 des
Einsatzgefäßes
14 trägt. Ein Tintenauslass
74 ist
durch die zylindrische Wand
70 und/oder die Basis
68 ausgebildet
und so gestaltet, dass Tinte, die sich in dem inneren Hohlraum
72 sammelt,
durch den Tintenein füllkanal
34 (dargestellt,
z. B., in
2) in den Tintenbehälter
12 ablaufen
kann. Eine Sonde
76 ist in der Mitte der Basis
68 positioniert
und insgesamt senkrecht zur Ebene der Basis
68. Gemäß
3 erstreckt
sich die Sonde
76 durch die Basis
68. Die Sonde
76 ist
eine schlauchartige Struktur mit einem Tintenkanal
78,
der sich über die
gesamte Länge
der Sonde
76 erstreckt. Die Sonde
76 hat ein Einlassende
bzw. Tintenflascheneingriffsende
77 und ein Auslassende
bzw. Tintenbehälteraufnahmeende
79.
Das Tintenbehälteraufnahmeende
79 ist
abgeschrägt,
damit Tinte nicht überlaufen
kann. Das Tintenbehälteraufnahmeende
79 kann
zum Beispiel abgeschrägt
oder gezackt sein, ähnlich
wie die in
3 des
US-Patents Nr. 4,831,389 näher dargestellte
und beschriebene Nadel. Optional kann das Einsatzgefäß
14 mehr
als einen Tintenauslass
74 aufweisen.
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4 zeigt
eine isometrische Ansicht der Tintenflasche 16, die so
gestaltet ist, dass sie Tinte enthält und abgibt. Die Tintenflasche 16 hat
einen Hauptkörper 80,
der durch eine Basis 82, Seitenwände 84, eine Stirnwand 86,
eine Rückwand 88 und eine
obere Wand 90 definiert ist. Die Stirnwand 86 weist
gebogene Stiftgleitflächen 87 auf,
die auf beiden Seiten eines Mittelblocks 89 ausgebildet
sind. Ein Tintenauslass 92 erstreckt sich von der Basis 82 nach
unten. Der Tintenauslass 92 umfasst einen Stutzen 94 mit
einem sich durch diesen erstreckenden Kanal (nicht dargestellt),
der mit dem Inneren (nicht dargestellt) der Tintenflasche 16 in
Fluidverbindung steht. Die Auslasskappe 96 (in 1 dargestellt)
hat einen über
mindestens einem Abschnitt des Stutzens 94 positionierten
Auslass. Wie nachfolgend weiter erläutert, ist die Auslasskappe 96 so
gestaltet, dass sie mit dem Tintenflascheneingriffsende 77 der Sonde 76 in
Eingriff steht. Das heißt,
die Auslasskappe 96 passt in den inneren Hohlraum 72 des
Einsatzgefäßes 14,
so dass der Auslass der Auslasskappe 96 mit dem Tintenkanal 78 fluchtet.
Tinte kann also von der Tintenflasche 16 durch den Auslass
des Stutzens 94 und die Auslasskappe 96 durch
den Tintenkanal 78 der Sonde 76 und in den Tintenbehälter 12 gelangen.
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5 zeigt
eine Querschnittsansicht eines Tintenflaschenverbindungssystems 10 während einer
Phase der Tintenflaschenpositionierung. Das Tintenflaschenpositionierelement 36 wurde
in Richtung A' geschwenkt,
so dass die Tintenflaschenführungswand 40 über der
oberen Wand 28 des Tintenbehälters 12 positioniert
ist. Gemäß 5 ist
der Stutzen 94 der Tintenflasche 16 in der Stutzeneingriffsnut 44 positioniert.
Das heißt,
der Stutzen 94 ist so gestaltet, dass er lösbar in
der Stutzeneingriffsnut 44 befestigt ist. Die Stutzeneingriffsnut 44 ist
so ausgebildet, dass dann, wenn der Stutzen 94 in die Stutzeneingriffsnut 44 eingesetzt
ist, die Auslasskappe 96 so ausgerichtet ist, dass sie
mit dem Einsatzgefäß 14 in
Eingriff steht, d. h. die Tintenflasche 16 ist so ausgerichtet, dass
sie mit dem Tintenbehälter 12 in
Eingriff steht. In dieser Phase steht die Auslasskappe 96 nicht
mit dem Einsatzgefäß 14 in
Eingriff, weil die Flaschenauswurfelemente 56 gegen die
Tintenflaschenführungswand 40 stoßen, wodurch
die Tintenflaschenführungswand 40 in
einem Zustand vor dem Eingriff über
der oberen Wand 28 des Tintenbehälters 12 gelagert
wird. Die Auslasskappe 96 wird somit wiederum in einem
Zustand vor dem Eingriff gelagert.
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Die 6 und 7 zeigen
das Tintenflaschenverbindungssystem 10 in seiner vollständig eingerückten Stellung.
Wie am besten in 7 zu erkennen ist, wurde das
Tintenflaschenbefestigungselement 48 in Richtung B' nach oben geschwenkt.
Da das Tintenflaschenbefestigungselement 48 gemäß 6 und 7 in
Richtung B nach oben schwenkt, treten die Flaschenauswurfelemente 56 von
der Tintenflaschenführungswand 40 zurück und lösen sich von
dieser, wodurch sich die Tintenflasche 16 in Richtung C
nach unten zur oberen Wand 28 des Tintenbehälters 12 bewegen
kann. Infolgedessen wird die Tintenflasche 16 mit dem Tintenbehälter 12 in
Eingriff gebracht bzw. verbunden, indem der Stutzen 94 und die
Auslasskappe 96 mit dem Einsatzgefäß 14 in Eingriff kommen.
Wenn sich das Tintenflaschenbefestigungselement 48 weiter
nach oben in Richtung B' bewegt,
kommt die Auslasskappe 96 weiter in Eingriff mit dem Einsatzgefäß 14.
Die Kerben 58 der Tintenflaschenbefestigungselemente 48 bewegen
sich in eine überspannende
Beziehung mit der Tintenflaschenführungswand 40. Ferner
gleiten die Stifte 62 über
die gebogenen Flächen 87 (wie
in 4 gezeigt), die so geformt sind, dass sie mit
der bogenförmigen
Bewegung der Stifte 62 in den durch B definierten Richtungen übereinstimmen.
Wenn die Stifte 62 über
die gebogenen Flächen 87 gleiten, üben die Stifte
eine nach unten gerichtete Kraft auf die Tintenflasche 16 aus,
so dass die Auslasskappe 96 vollständig mit dem Einsatzgefäß 14 in
Eingriff kommt. Wenn sich die Tintenflasche 16 und der
Tintenbehälter 12 in
einer vollständig
eingerückten
Stellung befinden, trägt
die durch die Stifte 62 in Richtung C ausgeübte Kraft
dazu bei, eine Verbindung zwischen der Tintenflasche 16 und
dem Tintenbehälter 12 sicher aufrechtzuerhalten.
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Um
die Tintenflasche 16 aus dem Tintenbehälter 12 auszurücken, wird
der Griff 52 in Richtung B'' nach
unten gezogen. Wenn sich der Griff 52 in Richtung B'' bewegt, bewegt sich daraufhin das gesamte
Tintenflaschenbefestigungselement 48. Die Flaschenauswurfelemente 56 bewegen
sich somit nach oben und stoßen
gegen die Tintenflaschenführungswand 40,
so dass sich die Tintenflaschenführungswand 40 nach
oben bewegt. Wenn sich die Tintenflaschenführungswand 40 nach
oben bewegt, wird die Auslasskappe 96 aus dem Einsatzgefäß 14 ausgestoßen, weil
die Tintenflaschenführungswand 40,
die die Tintenflasche 16 trägt, die Tintenflasche 16 nach
oben drückt.
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Weil
die Tintenflasche 16 entfernt wird, ohne dass ein Bediener
die Tintenflasche 16 selbst greift, wird die Tintenflasche 16 nicht
zusammengedrückt. Somit
wird keine überschüssige Tinte
aus der Tintenflasche 16 ausgestoßen. Überschüssige Tinte kann sich ferner
in dem inneren Hohlraum 72 (wie in 3 gezeigt)
des Einsatzgefäßes 14 sammeln
und durch den Tintenauslass 74 (wie in 3 gezeigt)
in den Tintenbehälter 12 ablaufen.
Die Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung stellen somit ein System 10 und
ein Verfahren zum Entfernen der Tintenflasche 16 von dem
Behälter 12 mit
einer minimalen Menge an Tintenresten, verspritzter Tinte und Verunreinigungen
bereit.
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8 zeigt
eine isometrische auseinandergezogene Ansicht einer Auslasskappe
96 und
einer Sonde
76. Der Übersichtlichkeit
halber ist der Hauptkörper
66 des
Einsatzgefäßes
14 nicht
dargestellt. Gemäß
8 (und
auch gemäß
5 und
6) hat
die Auslasskappe
96 einen zylindrischen Hauptkörper
98 mit
einem offenen Ende
100, das so gestaltet ist, dass es sicher
an dem Stutzen
94 des Tintenauslasses
92 angreift,
und mit einem teilweise geschlossenen Ende
102 mit einem
darin ausgebildeten Kanal
104. Eine scheibenartige Membran
106 mit einem
darin ausgebildeten Kanal
108 ist in einem in dem zylindrischen
Körper
98 ausgebildeten
Hohlraum positioniert. Eine geteilte Membran
110 ist über der
Membran
106 positioniert, so dass die Membran
106 sandwichartig
zwischen einer Oberseite des Inneren des zylindrischen Körpers
98 und
der geteilten Membran
110 gelagert ist. Ein teilweiser
Schlitz
112 ist auf der Unterseite der geteilten Membran
110 zwischen
den Seiten
111 und
113 ausgebildet. Der Schlitz
112 kann
eine Perforation oder ein ähnlicher Bereich
struktureller Schwäche
sein. Vorzugsweise erstreckt sich der Schlitz
112 nicht
ganz durch die Membran
110, außer wenn ein Einstichelement
darin eingreift. Die Auslasskappe
96 kann nach verschiedenen
Verfahren einschließlich
Anklemmen, Crimpen, Schrauben, Kleben und dergleichen an dem Stutzen
94 der
Tintenflasche
16 befestigt werden. Zum Beispiel kann die
Auslasskappe
96 auf eine entsprechende Struktur an dem
Stutzen
94 geschraubt oder darin eingerastet werden. Die
Membranen
106 und
110 können aus einem elastomeren
Material oder aus verschiedenen anderen elastischen, flüssigkeitsdichten
und gasdichten Materialien gebildet sein. Alternativ kann die Auslasskappe
96 nur
eine der Membranen
106 oder
110 aufweisen. Außerdem kann
die Auslasskappe
96 alternativ zusätzliche Membranen
106 und
110 aufweisen.
Eine weitere alternative Ausführungsform
des Tintenflaschenverbindungssystems
10 kann einen zu durchstechenden Membranverschluss
aufweisen, wie er in dem
US-Patent
Nr. 6,079,823 mit dem Titel "Ink Bottle with Puncturable Diaphragm
Closure" beschrieben
ist, das hierin in seiner Gesamtheit mit einbezogen wird.
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Jede
der Membranen 106 und 110 hat eine bestimmte Oberflächenenergie,
die kleiner ist als die Oberflächenspannung
der in der Tintenflasche 16 enthaltene Tinte. Somit wird
im Wesentlichen verhindert, dass Tintentröpfchen durch die Membranen 106 und 110 entweichen.
Zum Beispiel kann die Oberflächenenergie
der Membranen 106 und 110 etwa 20 Dyn/cm betragen,
während
die Oberflächenspannung
der Tinte etwa 35 Dyn/cm beträgt.
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Während eines
Einrückvorgangs
zwischen der Auslasskappe 96 und dem Einsatzgefäß 14 schiebt
sich das Tintenflascheneingriffsende 77 der Sonde 76 durch
den Kanal 104 der Auslasskappe 96. Nach dem Durchgang
durch den Kanal 104 schiebt sich das Tintenflascheneingriffsende 77 durch
den Kanal 108 der Membran 106. Der verschiebliche
Eingriff zwischen der Sonde 76 und der Öffnung 108 bildet
eine flüssigkeitsdichte
und gasdichte Versiegelung, weil die Öffnung 108 einen kleineren
Durchmesser hat als der Durchmesser des Tintenkanals 78 der
Sonde 76. Wenn sich die Sonde 76 durch die Öffnung 108 schiebt,
haftet die Membran 106 an der Außenseite der Sonde 76,
wodurch sie dicht schließend an
der Sonde 76 anliegt.
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Wenn
die Sonde 76 weiter in die Auslasskappe 96 hineingleitet,
greift die Sonde an der geteilten Membran 110 an. Die geteilte
Membran 110 hat auf ihrer Außenseite ein dünnes Häutchen,
das durch eine unvollständige
Ausbildung des Schlitzes 112 gebildet wird. Wenn die Sonde 76 in
den Schlitz 112 gedrückt
wird, wird der Schlitz 112 durchstochen und reißt auf einer
Strecke, die es der Sonde 76 erlaubt, vollständig durch
den Schlitz 112 zu dringen. Der verbleibende nicht zerrissene
Abschnitt des Schlitzes 112 haftet an der Außenseite
der Sonde 76 oder legt sich an diese an, wodurch eine Sperre
gegen Undichtigkeit bereitgestellt wird. Das heißt, die geteilte Membran 110 haftet
an der Außenseite
der Sonde 76, wodurch sie dicht schließend an der Sonde 76 angreift. Die
Sonde 76 dringt vorzugsweise soweit durch die Membran 110,
dass eine maximale Menge an Tinte von der Tintenflasche 16 in
die Sonde 76 gelangen kann. Das heißt, die Sonde 76 ist
so dimensioniert, dass die Effekte des Aufstauens in der Tintenflasche 16 minimiert
werden.
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Wenn
die Sonde 76 verschieblich aus der Auslasskappe 96 ausgerückt wird,
haften die Membranen 106 und 110 an den Außenwänden der
Sonde 76. Die Membran 106 kehrt sich nach außen bzw.
bewegt sich in Richtung D nach unten. Da sich die Membran 106 nach
außen
kehrt, wird überschüssiges Fluid,
das über
und unter der Membran 110 zurückgehalten wird, in einen Raum
zwischen der Membran 106 und der Membran 110 gesaugt
bzw. geschleust. Nachdem die Sonde 76 vollständig aus der
Auslasskappe ausgerückt
ist, springen die Seiten 111 und 113 der Membran 110 wegen
der Beschaffenheit des die Membran 110 bildenden elastomeren Materials
gemeinsam zurück,
wodurch der Schlitz 112 verschlossen wird.
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Jegliches
zwischen den Membranen 106 und 110 verbleibende
Fluid bleibt an Ort und Stelle, bis die Sonde 76 aus der
Membran 106 ausrückt. Wenn
sie vollständig
ausgerückt
ist, wirkt der Kanal 108 als Mündung, die das verbleibende
Fluid in die Sonde 76 (und folglich in den Tintenbehälter 12)
ausstößt, wenn
die Membran 106 wieder gegen die Membran 110 zurückspringt.
Jegliches zusätzliche
in der Tintenflasche 16 verbleibende Fluid bleibt in der Tintenflasche 16 wegen
der durch Schließen
des Schlitzes 112 der Membran 110 gebildeten fluiddichten
und gasdichten Sperre. Die Auslasskappe 96 verhindert somit
den Austritt von Fluid und damit eine Verunreinigung.
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9 zeigt
eine isometrische Ansicht eines Tintenstrahldrucksystems 114 gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Das System 114 hat ein Gehäuse 116,
das eine Druckkammer 118, eine Steuereinheit 120 und
Tintenflaschenverbindungssysteme 10 und 10' enthält. Eines
der Tintenflaschenver bindungssysteme 10 kann zum Zuführen von
Tinte verwendet werden, während
das andere Tintenflaschenverbindungssystem 10' zum Zuführen von
zusätzlichem
Fluid verwendet werden kann. Die ineinandergreifenden Strukturen
an den Tintenflaschenverbindungssystemen 10 und 10' können verschieden
sein. Das heißt,
die (oben erläuterten) Auslasskappen 96 für die Systeme 10 und 10' können verschieden
sein, so dass jede nur mit einem (oben erläuterten) Einsatzgefäß 14 ihres
jeweiligen Systems 10 und 10' in Eingriff kommen kann. Optional
kann die Auslasskappe 96 des Systems 10' nicht mit dem
Einsatzgefäß 14 des
Systems 10 in Eingriff kommen, aber die Auslasskappe 96 des
Systems 10 kann mit dem Einsatzgefäß 14 des Systems 10' in Eingriff
kommen, oder umgekehrt.
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Außerdem kann
das System 114 im Inneren des Gehäuses 116 angebrachte
Tragarme umfassen, die mit den Tintenflaschen 16 und 16' in Eingriff stehen.
Die Tragarme können
dazu beitragen, die Tintenflaschen 16 und 16' in dem Gehäuse 116 zu befestigen.
Ferner können
die Tragarme darauf abgestimmt sein, nur eine bestimmte Art von
Tintenflasche 16 oder 16' aufzunehmen.
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Die 10–17 zeigen
eine Tintenflasche 122, die so gestaltet ist, dass sie
bei einem Tintenstrahldrucker gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung verwendet werden kann. Die Tintenflasche 122 hat
einen Hauptkörper 124,
der durch eine Basis 126, Seitenwände 128, eine Stirnwand 130,
eine Rückwand 132 und
eine obere Wand 134 definiert ist. Die Stirnwand 130 weist
gebogene Stiftgleitflächen 136 auf,
die auf beiden Seiten eines Mittelblocks 138 gebildet sind.
Ein Tintenauslass (nicht dargestellt) erstreckt sich von der Basis 126 nach
unten. Der Tintenauslass weist einen Stutzen (nicht dargestellt)
mit einem sich durch ihn erstreckenden Kanal (nicht dargestellt)
auf, der mit dem Inneren (nicht dargestellt) einer Tintenflasche
in Fluidverbindung steht. Der Stutzen kann dem z. B. in 4 dargestellten
Stutzen 94 ähnlich
sein. Eine Kappenbaugruppe 140 ist über dem Stutzen angeordnet.
Wie nachfolgend weiter erläutert
wird, ist die Kappenbaugruppe 140 so gestaltet, dass sie
mit einer Sonde eines Einsatzgefäßes, wie
zum Beispiel dem in 3 dargestellten Einsatzgefäß 14,
in Eingriff kommt. Tinte kann also von der Tintenflasche 122 durch
die Kappenbaugruppe 140 und in den Tintenbehälter gelangen.
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Die
Tintenflasche 122 weist außerdem eine Ausnehmung 142 auf,
die sich in der Nähe
der Verbindung zwischen einer Seitenwand 128, der oberen Wand 134 und
der Rückwand 132 befindet.
Während die
Ausnehmung 142 auf der Oberseite der Tintenflasche 122 dargestellt
ist, kann sich die Ausnehmung 142 auch an verschiedenen
anderen Positionen der Tintenflasche 122 befinden. Zum
Beispiel kann sich die Ausnehmung 142 auf der oberen Wand 134 oder auf
der Rückwand 132 oder
allein auf einer der Seitenwände 128 befinden.
Außerdem
kann mehr als eine Ausnehmung 142 an der Tintenflasche 122 ausgebildet
sein. Die Ausnehmung 142 wirkt als Festlegungsmerkmal,
das mit einem an einem Gehäusetragarm
auf einem Tintenstrahldrucksystem ausgebildeten reziproken Vorsprung
in Eingriff kommt. Optional kann die Tintenflasche 122 einen
Vorsprung aufweisen, der mit einer in dem Gehäusetragarm ausgebildeten reziproken
Ausnehmung in Eingriff kommt.
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Die
Kappenbaugruppe 140 hat einen insgesamt zylindrischen Hauptkörper 143 mit
einer abgeschrägten
Spitze 144, die sich davon nach unten erstreckt. Ein Tintenauslasskanal 146 ist
am distalen Ende 148 der abgeschrägten Spitze 144 ausgebildet. Der
Hauptkörper 143 weist
außerdem
einen oberen umlaufenden Wulst 150 auf, der sich davon
nach außen
erstreckt, und einen unteren umlaufenden Wulst 152, der
von dem oberen umlaufenden Wulst 150 beabstandet ist und
sich von dem Hauptkörper 143 nach
außen
erstreckt. Der obere umlaufende Wulst 150 befindet sich
in der Nähe
der Basis 126 der Tintenflasche 122, während der
untere umlaufende Wulst 152 distal von der Basis 126 angeordnet
ist.
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Die
Kappenbaugruppe 140 ist in einer geschlossenen Stellung
dargestellt. Damit Tinte von der Tintenflasche 122 durch
die Kappenbaugruppe 140 strömen kann, wird die Kappenbaugruppe 140 in Richtung
des in 11 dargestellten Pfeils Y gedrückt. Wenn
die Kappenbaugruppe 140 in Richtung Y aufgeschoben wird,
wird ein innerer Kanal geöffnet und
Tinte kann durch den Tintenauslasskanal 146 gelangen. Eine
beispielhafte Kappenbaugruppe wird anhand von 23–25 weiter
beschrieben.
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18 zeigt
eine isometrische Ansicht eines Tintenflaschenverbindungssystems 200 während einer
Phase der Positionierung der Tintenflasche gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Das System 200 umfasst eine
Tintenflasche 122, die so gestaltet ist, dass sie mit einem
Tintenbehälter 212 in
Eingriff gebracht wird, ähnlich
wie bei den oben erläuterten
Ausführungsformen.
Die Tintenflasche 122 ist in einem Tragarm 216 eines
Tintenstrahldruck systems befestigt. Der Tragarm 216 hat
Seitenwände 217,
die mit einer oberen Wand 219 einstückig ausgebildet sind, so dass
dazwischen ein innerer Hohlraum 215 definiert wird. Die
obere Wand 219 weist einen Vorsprung 221 auf,
der sich in den inneren Hohlraum 215 erstreckt. Die Tintenflasche 122 ist
so in dem inneren Hohlraum 215 positioniert, dass der Vorsprung 221 in
die Ausnehmung 142 eingreift (zum Beispiel in 10 dargestellt).
Durch den Eingriff des Vorsprungs 221 in die Ausnehmung 142 wird sichergestellt,
dass geeignete Tintenflaschen 122 bei dem System 200 verwendet
werden. Mit anderen Worten, wenn eine bestimmte Tintenflasche keine Ausnehmung 142 aufweist,
die mit dem Vorsprung 221 in Eingriff kommen kann, kann
diese Tintenflasche nicht in dem inneren Hohlraum 215 befestigt und
daher nicht bei dem System 200 verwendet werden.
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19 zeigt
eine innere Querschnittsansicht des Tintenflaschenverbindungssystems 200 während einer
Phase der Positionierung der Tintenflasche gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Die Kappenbaugruppe 140 weist
eine Abstreifdichtung 222 auf, die am distalen Ende 148 positioniert
ist. Unter der Abstreifdichtung 222 befindet sich im ganz
geschlossenen Zustand ein ringförmiges
Interferenzteil 224, das die Hauptdruckdichtung sein kann.
Eine zusätzliche
Dichtung 226 ist so gestaltet, dass sie über ein
inneres Lumen 228 streift, und stellt eine primäre Dichtung
dar, wenn das Gehäuse
vollständig
geöffnet
und geschlossen ist. Eine zusätzliche
Dichtung kann ein Interferenzteil zwischen der Spitze des Lumens
und dem inneren Zylinder der Verschlussspitze sein. Wenn die Kappenbaugruppe 140 in
Pfeilrichtung Y aufgedrückt
wird, kann Tinte von der Tintenflasche 122 durch einen
Tintenkanal 230 der Kappenbaugruppe 140 und aus
dem Tintenauslasskanal 146 hinaus gelangen. Die Tinte strömt dann über das
Einsatzgefäß 14 in
den Tintenbehälter 212.
Die Kappenbaugruppe 140 kann der in 23–25 dargestellten
Kappenbaugruppe ähnlich
sein.
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20 zeigt
eine isometrische Ansicht des Tintenflaschenverbindungssystems 200 in
einer vollständig
eingerückten
Stellung gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. 21 zeigt eine
innere Querschnittsansicht des Tintenflaschenverbindungssystems 200 in
einer vollständig
eingerückten
Stellung gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Gemäß 20 und 21 sind
die Wulste 150 und 152 in einem nominalen Abstand voneinander
beabstandet, um einen losen Gleitsitz mit einer Gabel an der Hebeplatte
des Öffnungs-/Schließmechanismus
zu erlauben.
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Gemäß 20 und 21 wird
die Tintenflasche 122 mit Hilfe einer Führung 232 in Position geführt, um
die korrekte Lage in Bezug auf eine Hebeplatte 234 und
bis zu einem gewissen Grad die Positionierung des Verschlusses axial
zu der Sonde sicherzustellen. Ein Federelement 236 ist
unter der Sondenbaugruppe 231 positioniert, damit sich
die Flasche 122 vertikal bewegen kann (mit einem nominalen
Widerstand, der kleiner ist als die zum Zerlegen des Verschlusses
erforderliche Kraft), und um dadurch jegliche Passtoleranz bei den
in Eingriff stehenden Teilen beseitigen zu können.
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Das
in 18–21 gezeigte
System 200 hält
die Flasche 122 starr (in der Flaschenführung) fest, und die Kappenbaugruppe 140 wird
in Bezug auf eine Sonde 147 der Sondenbaugruppe 231 auf- und
zugedrückt.
Nachdem die Flasche 122 in die Flaschenführung 232 eingesetzt
ist und die umlaufenden Wulste 150 und 152 des
Einsatzgefäßes 140 korrekt über und
unter der Hebeplatte 234 positioniert sind, wird der Hebel 240 bis
zu einem Punkt angehoben, wodurch die Hebeplatte 234 so
positioniert ist, dass sie die Kappenbaugruppe 140 aufdrückt, indem sie
auf mindestens einen der Wulste 150 und 152 eine
Kraft ausübt.
Danach entsteht durch weiteres Anheben des Hebels 240 ein
ausreichender Zwischenraum zwischen dem Hebel 240 und der
Hebeplatte 234, wodurch durch zwei von dem Hebel 240 ausgehende
fingerartige Vorsprünge
eine Kraft nach unten auf die Hebeplatte 234 ausgeübt werden
kann. Die auf die Hebeplatte 234 wirkende nach unten gerichtete
Kraft reicht aus, um die Kappenbaugruppe 140 schnell dazu
zu zwingen, den Tintenauslasskanal 146 zu öffnen. Wenn
der Hebel 240 weiter angehoben wird, greifen zwei sich
von dem Hebel 240 nach innen erstreckende zylindrische
Stifte 242 verschieblich an den Stiftgleitflächen 136 an,
wodurch der Hebel 240 arretiert wird.
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Die
Kappenbaugruppe 140 kann federgespannt sein, um über ihren
Bewegungsbereich einen Kontakt zwischen Sonde und Abstreifdichtung
aufrechtzuerhalten, um beim Schließen des Auslasskanals 146 behilflich
zu sein, wenn sich die Hebeplatte 234 nach oben bewegt,
wenn der Hebel 240 abgesenkt wird. Die Kappenbaugruppe 140 öffnet und schließt im Allgemeinen ähnlich wie
Kappen, die beispielsweise bei Sportgetränkflaschen, Shampooflaschen
und Geschirr spülmittelflaschen
zu finden sind. Das heißt,
die Kappe wird von dem Hauptkörper
nach außen
gedrückt,
damit Flüssigkeit
hindurchgelangen kann, und wird in den Hauptkörper gedrückt, um den Tintenauslasskanal 146 dicht
zu verschließen.
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Die
Kappenbaugruppe 140 kann so gestaltet sein, dass sie einrastbar
schließt.
Durch das Einrasten wird einem Bediener angezeigt, dass die Kappenbaugruppe 140 verschlossen
ist, so dass Tinte nicht hindurchgelangen kann. Der Bediener wird
also wissen, dass die Tintenflasche 122 sicher von dem
Tintenbehälter 212 entfernt
werden kann.
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22 zeigt
eine isometrische auseinandergezogene Ansicht eines Tintenflaschenverbindungssystems 300 gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Das System 300 umfasst eine Tintenflasche 302 mit
einer an einem Auslassstutzen (nicht dargestellt) befestigten Kappenbaugruppe 304,
einer drehbaren Aktuatorbaugruppe 306, die mit einem Einsatzgefäß 308 einstückig ausgebildet
sein kann oder nicht, und einem Tintenbehälter 310.
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Die
drehbare Aktuatorbaugruppe 306 ist über dem Tintenbehälter 310 positioniert,
so dass der zylindrische Hauptkörper 312 des
Einsatzgefäßes 308 sicher
in einem Tinteneinfüllkanal 314 des
Tintenbehälters 310 angebracht
ist. Das Einsatzgefäß 308 umfasst
eine Sonde 309 mit einem in der Nähe einer Betätigungskammer 316 der
drehbaren Aktuatorbaugruppe 306 positionierten Einlassende 311 und
einem Auslassende 313, das so gestaltet ist, dass es in
dem Tintenbehälter 310 positioniert
ist, wenn das Einsatzgefäß 308 in
dem Tinteneinfüllkanal 314 angebracht
ist.
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Die
Tintenflasche 302 wird in Pfeilrichtung D auf die drehbare
Aktuatorbaugruppe 306 zubewegt, so dass die Kappenbaugruppe 304 in
der Betätigungskammer 316 der
drehbaren Aktuatorbaugruppe 306 positioniert ist. Die drehbare
Aktuatorbaugruppe 306 ist so gestaltet, dass sie die Kappenbaugruppe 304 wahlweise
zwischen einer offenen und einer geschlossenen Stellung bewegt.
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23 zeigt
eine isometrische auseinandergezogene Ansicht der Kappenbaugruppe 304.
Die Kappenbaugruppe umfasst einen Hauptkörper 318 mit einem
sich nach außen
erstreckenden mittigen Bolzen 320 mit umgebenden Fluidkanälen 321 und einer
Abdeckschale 322. Der Hauptkörper 318 weist mehrere Riegel,
Clips, Widerhaken oder dergleichen auf (nachfolgend anhand von 24 und 25 dargestellt),
die so gestaltet sind, dass sie in eine entsprechende Struktur (wie
zum Beispiel einen Wulst) auf einer Außenseite des Stutzens der Tintenflasche 302 (in 22 dargestellt)
einrasten. An sich ist die Kappenbaugruppe 304 so gestaltet,
dass sie in den Stutzen der Tintenflasche 302 einrasten
kann. Insbesondere wird die Kappenbaugruppe 304 linear
in Pfeilrichtung E in die Tintenflasche 302 gedrückt, um die
Kappenbaugruppe 304 an der Tintenflasche 302 zu
befestigen. Die Kappenbaugruppe 304 wird jedoch nicht in
Bezug auf die Tintenflasche 302 geschraubt oder gedreht,
um sie damit zu verbinden. Alternativ kann die Kappenbaugruppe 304 so
gestaltet sein, dass sie schraubbar am Stutzen der Tintenflasche 302 angreift,
so dass die Kappenbaugruppe 304 auf den Stutzen geschraubt
wird.
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Die
Abdeckschale 322 ist so gestaltet, dass sie verschieblich über dem
Hauptkörper 318 gehalten
wird. Die Abdeckschale 322 weist einen den Aktuator aufnehmenden
Kragen 324 auf, der mit einer Düse 326 einstückig ausgebildet
ist. Die Düse 326 hat
einen Auslass 327, der auf den mittigen Bolzen 320 des
Hauptkörpers 318 ausgerichtet
ist. Der den Aktuator aufnehmende Kragen 324 weist einen
oberen umlaufenden Wulst oder vorspringenden Rand 328 auf,
der durch eine Kerbe, einen Kanal oder eine Nut 332 von
einem unteren umlaufenden Wulst oder vorspringenden Rand 330 getrennt
ist. Die anhand von 10–17 dargestellte
Kappenbaugruppe 140 kann zum Beispiel mit der Kappenbaugruppe 304 identisch
sein.
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24 zeigt
eine Querschnittsansicht der Kappenbaugruppe 304 in einer
geschlossenen Stellung. Wie oben erläutert, weist der Hauptkörper 318 mehrere
Clips 334 auf, die so gestaltet sind, dass sie in einen
entsprechenden Wulst an dem Stutzen (nicht dargestellt) der Tintenflasche 302 (in 22 dargestellt)
einrasten.
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Die
Abdeckschale 322 weist außerdem einen Ansatz, Vorsprung
oder Wulst 336 in der Nähe der
Basis 337 der Düse 326 auf.
Der Wulst 336 erstreckt sich in Richtung zum Inneren der
Kappenbaugruppe 304 nach innen und ist so gestaltet, dass
er sicher in einem in dem Hauptkörper 318 gebildeten reziproken
Schlitz, einer Mulde, Nut oder einem Kanal 338 gehalten
wird, wodurch die Kappenbaugruppe 304 in einer geschlossenen
Stellung befestigt wird. Die Kappenbaugrup pe 304 kann mehrere
Dichtungselemente aufweisen, die sicherstellen, dass kein Fluid
aus der geschlossenen Kappenbaugruppe 304 entweicht, heraussickert
oder anderweitig austritt.
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Um
die Kappenbaugruppe 304 zu öffnen, wird die Abdeckschale 322 relativ
zu dem Hauptkörper 318 in
Pfeilrichtung F bewegt. Der Wulst 336 ist so gestaltet,
dass er sich bei Ausübung
einer ausreichenden Kraft aus dem Kanal 338 löst.
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25 zeigt
eine Querschnittsansicht der Kappenbaugruppe 304 in einer
offenen Stellung. Wie oben erläutert,
wird die Abdeckschale 322 in Pfeilrichtung F von dem Hauptkörper 318 wegbewegt. Wenn
die Abdeckschale 322 in Pfeilrichtung F bewegt wird, wird
der Wulst 336 aus dem Kanal 338 gelöst. Die
Bewegung der Abdeckschale 322 wird durch einen am distalen
Ende des Hauptkörpers 318 gebildeten
Begrenzungswulst 340 begrenzt. Wenn die Abdeckschale 322 in
Pfeilrichtung F bewegt wird, so dass der Wulst 336 an dem
Begrenzungswulst 340 angreift, wird die Bewegung der Abdeckschale 322 in Pfeilrichtung
F in Bezug auf den Körper 318 gestoppt.
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In
der offenen Stellung kann Fluid von den Kanälen um den mittigen Bolzen 320 des
Hauptkörpers
in den Auslass 327 der Abdeckschale 322 und dadurch
aus der Kappenbaugruppe 304 herausgelangen. Um die Kappenbaugruppe 304 zu
schließen, wird
die Abdeckschale 322 in der dem Pfeil F entgegengesetzten
Richtung wieder auf den Hauptkörper 318 zubewegt,
bis der Kanal 338 sicher an dem Wulst 336 angreift
und der Auslass 327 dicht schließend am Umfang des mittigen
Bolzens anliegt.
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26 zeigt
eine isometrische auseinandergezogene Ansicht der drehbaren Aktuatorbaugruppe 306.
Wie oben erläutert,
kann die drehbare Aktuatorbaugruppe 306 mit dem Einsatzgefäß 308 einstückig ausgebildet
sein oder nicht. Das Einsatzgefäß 308 umfasst
den zylindrischen Hauptkörper 312 mit
Dichtungen, O-Ringen
oder sonstigen Dichtungselementen 342, die um seinen Außenumfang
herum angebracht sind, und ein Auslassdichtungselement 344, das
so gestaltet ist, dass es um einen Außenumfang des Auslassendes 313 der
Sonde 309 herum positioniert ist.
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Die
Sonde 309 ist so gestaltet, dass sie so in einem Inneren
des Hauptkörpers 312 befestigt
ist, dass sich das Auslassende 313 von dem Hauptkörper 312 nach
unten erstreckt und sich das Einlassende 311 ins Innere
des Hauptkörpers 312 nach
oben erstreckt. Eine Feder 346 kann zwischen einer Basis 347 des
Hauptkörpers 312 und
einem Kragen 348 der Sonde 309 positioniert sein,
um während
eines Schließvorgangs
beim Schließen
der Kappenbaugruppe 304 (anhand von 22–25 dargestellt) behilflich
zu sein.
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Die
Aktuatorbaugruppe 306 umfasst ein halbzylindrisches Hauptgehäuse 350 mit
Seitenwänden 352,
die mit einer Basis 354 einstückig ausgebildet sind und dazwischen
die Betätigungskammer 316 definieren.
Die Basis 354 hat einen Rand 355, der eine Öffnung 356 definiert.
Die Basis 354 ist mit einem oberen Umfangsrand des Hauptkörpers 312 des
Einsatzgefäßes 308 verbunden
oder einstückig damit
ausgebildet.
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Kanäle 360 sind
durch die Seitenwände 352 ausgebildet.
Die Kanäle 360 sind
so gestaltet, dass sie Aktuatorführungszylinder
(Bolzen, Schrauben oder dergleichen) 362 aufnehmen und
halten, die sich in die Betätigungskammer 316 erstrecken.
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Ein
Aktuator 364 ist in der Betätigungskammer 316 drehbar
befestigt. Der Aktuator 364 hat eine halbrunde Wand 366 mit
einer Innenfläche 368 und einer
Außenfläche 370.
Ein sich nach innen erstreckender Vorsprung 372, wie zum
Beispiel ein innerer umlaufender Wulst, ist längs des Innenumfangs der Innenfläche 368 ausgebildet.
Führungskanäle 374 und 376 sind
in der Außenfläche 370 ausgebildet
und so gestaltet, dass sie mit den Führungszylindern 362 zusammenwirken,
um den Aktuator 364 in vertikale Richtungen in der Betätigungskammer 316 zu
bewegen, wenn der Aktuator 364 durch die mit Pfeilen G bezeichneten
Richtungen gedreht wird. Ein Griff 371 erstreckt sich von
einem Ende der Wand 366 nach außen und ist so gestaltet, dass
ein Benutzer den Aktuator 364 durch die mit Pfeilen G bezeichneten
Richtungen drehen kann.
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Eine
Führungshülse 380 ist
an dem Hauptgehäuse 350 über der
Betätigungskammer 316 befestigt.
Die Führungshülse 380 weist
einen den Stutzen aufnehmenden Kanal 382 auf, der so gestaltet ist,
dass er den Stutzen (nicht dargestellt) aufnimmt und hält. Ein
zum Ausrichten und Stabilisieren der Aktuatorbaugruppe 306 gestaltetes
Festlegungselement 384 ist an der Führungshülse 380 befestigt.
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27 zeigt
eine isometrische Ansicht des Tintenflaschenverbindungssystems 300 während einer
Phase vor dem Eingriff. Die Tintenflasche 302 ist in der
Aktuatorbaugruppe 306 befestigt, indem der Stutzen (nicht
dargestellt) in dem den Stutzen aufnehmenden Kanal 382 befestigt
ist. Um die Tintenflasche 302 vollständig mit dem Tintenbehälter 310 in Eingriff
zu bringen, wird der Griff 371 in Richtung G' gedreht.
-
28 zeigt
eine Querschnittsansicht durch Linie 28-28 von 27 des
Tintenflaschenverbindungssystems 300 während der Phase vor dem Eingriff. 29 zeigt
eine vergrößerte Querschnittsansicht
der Kappenbaugruppe 304 und der Sonde 309 während der
Phase vor dem Eingriff. Gemäß 28 und 29 ist
der Vorsprung 372 verschieblich in der durch den oberen
und den unteren Wulst 328 und 330 der Abdeckschale 322 definierten
Nut 332 gehalten. Wie außerdem in 28 und 29 gezeigt, wird
durch den den Stutzen aufnehmenden Kanal 382 sichergestellt,
dass der Auslass 327 der Kappenbaugruppe 304 korrekt
auf das Einlassende 311 der Sonde 309 ausgerichtet
wird.
-
Um
die Kappenbaugruppe 304 mit der Sonde 309 in Eingriff
zu bringen, wird der Griff 371 (z. B. in 26 und 27 dargestellt)
in einer mit G' bezeichneten
Drehrichtung gedreht. Wenn der Griff 371 gedreht wird,
dreht sich der gesamte Aktuator 364 zusammen mit dem Griff 371.
Die Führungszylinder 362 (in 26 dargestellt)
wirken mit den Führungszylinderkanälen 374 und 376 zusammen,
um den Aktuator 364 und daher die Abdeckschale 322 in
Pfeilrichtung F zu der Sonde 309 nach unten zu drücken.
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30 zeigt
eine isometrische Ansicht des Tintenflaschenverbindungssystems 300 während einer
vollständig
eingerückten
Phase. Der Griff 371 wurde in Richtung G' gedrückt, um
die Tintenflasche 302 vollständig mit dem Tintenbehälter 310 in
Eingriff zu bringen, so dass die Kappenbaugruppe 304 (in 30 verborgen)
offen ist und mit der Sonde 309 (in 30 verborgen)
in Eingriff steht, wodurch Fluid von der Tintenflasche 302 zu
dem Tintenbehälter 310 gelangen
kann.
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31 zeigt
eine Querschnittsansicht durch Linie 31-31 von 30 des
Tintenflaschenverbindungssystems 300 während der vollständig eingerückten Phase. 32 zeigt
eine vergrößerte Querschnittsansicht
der Kappenbaugruppe 304 und der Sonde 309 während der
vollständig
eingerückten Phase.
Gemäß 31 und 32 wurde
der Aktuator 364 gedreht, um die Kappenbaugruppe 304 zu öffnen, wodurch
der Aktuator 364 und die Abdeckschale 322 in Pfeilrichtung
F nach unten zu der Sonde 309 geschoben werden. An sich
wird der Auslass 327 der geöffneten Kappenbaugruppe 304 in
das Einlassende 311 der Sonde 309 eingerückt. Das
Einlassende 311 der Sonde 309 ist so gestaltet,
dass es mit der Kontur des distalen Endes der Abdeckschale 322 übereinstimmt,
wodurch ein Dichtungseingriff dazwischen entsteht, wenn die Abdeckschale 322 in das
Einlassende 311 der Sonde 309 eingerückt wird.
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Um
die Abdeckschale 322 von der Sonde 309 zu entfernen,
wird der Griff 371 (in 30 dargestellt)
in Richtung G'' gedreht, wodurch
der Aktuator 364 in derselben Richtung bewegt wird. Die
Führungszylinder 362 (dargestellt
in 26) wirken mit den Führungskanälen 374 und 376 zusammen,
um den Aktuator 364 und daher die Abdeckschale 322 in Pfeilrichtung
F' von der Sonde 309 wegzubewegen, bis
der Wulst 336 der Abdeckschale 322 in den Kanal 338 des
Hauptkörpers 318 der
Kappenbaugruppe 304 einrastet (wie oben anhand von 24 und 25 erläutert),
wodurch die Kappenbaugruppe 304 geschlossen wird.
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Während einer
vollständig
eingerückten
Stellung kann die Feder 346 durch die Kraft der mit der Sonde 309 in
Eingriff gebrachten Abdeckschale 322 zusammengedrückt werden.
Wie oben erwähnt, übt die Feder 346 eine
Kraft in der der Eingriffskraft entgegengesetzten Richtung aus.
Wenn das System 300 getrennt ist, d. h. wenn die Abdeckschale 322 von
der Sonde 309 wegbewegt ist, übt die Feder 346 an
sich eine Kraft in Richtung F' in
die Sonde hinein aus, was dazu beiträgt, die Abdeckschale 322 wieder in
eine geschlossene Stellung zu schieben.
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Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung stellen ein effizienteres System und
Verfahren zum Verbinden einer Tintenflasche mit einem Tintenbehälter eines
Tintenstrahldrucksystems bereit. Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung stellen ein System und Verfahren zum Minimieren von Fluidaustritten
und Verunreinigungen aufgrund des Positionierens und Ausrückens einer
Tintenflasche auf einem Tintenbehälter bereit.
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Die
Erfindung wurde zwar anhand bestimmter Ausführungsformen beschrieben, doch
versteht es sich für
den Fachmann, dass verschiedene Änderungen vorgenommen
werden können
und Äquivalente
an ihre Stelle treten können,
ohne vom Umfang der beanspruchten Erfindung abzuweichen.